§ 32. Объяснение электрических явлений. Закон сохранения электрического заряда

Электризацию тел объясняют изменением распределения электронов. При соприкосновении некоторых материалов часть электронов переходит с одного тела на другое. Тело, получившее избыток электронов, становится отрицательно заряженным, а потерявшее электроны — положительно заряженным. При этом новые электроны не возникают из трения. Трение лишь создаёт многочисленные контакты поверхностей и делает перенос более заметным. Ядра атомов при обычных опытах электризации остаются в составе соответствующего вещества.

Если первоначально нейтральные тела взаимодействуют только друг с другом и не обмениваются зарядом с окружающей средой, приобретённые заряды равны по модулю и противоположны по знаку. Это частный случай закона сохранения электрического заряда: алгебраическая сумма зарядов замкнутой системы не меняется. Слово «алгебраическая» означает, что положительные и отрицательные значения складывают со знаками. Исчезновение видимой электризации может быть результатом компенсации, а не уничтожения заряженных частиц.

В металлах имеются свободные электроны, способные перемещаться по всему проводнику. Под действием внешнего электрического поля они перераспределяются, создавая избыток заряда на одной стороне и недостаток на другой. Поэтому заряженная палочка может притянуть первоначально нейтральную металлическую гильзу. Ближе к палочке оказывается заряд противоположного знака, и его притяжение сильнее отталкивания более далёкого одноимённого заряда. Суммарный заряд гильзы при этом может оставаться нулевым.

В диэлектриках свободное движение зарядов ограничено, однако внутри атомов и молекул возможно небольшое смещение положительных и отрицательных зарядов. Такое разделение тоже объясняет притяжение кусочков бумаги к заряженному предмету. Значит, отсутствие хорошей проводимости не означает отсутствия электрического взаимодействия. При анализе задачи нужно различать передачу заряда между телами и его перераспределение внутри одного тела. В обоих случаях закон сохранения выполняется, если границы системы выбраны правильно и учтены все пути обмена зарядом.